基于双向光学引伸计的材料弹性常数测量

当前,光学引伸计虽然应用较为广泛,但仍然存在泊松比测量精度不高的不足,主要原因是难以同时获得具有高精度的轴向应变与横向应变．因此,本文提出将基于双向视场分离技术的远心光学引伸计应用到材料泊松比测量中．利用该引伸计,可以同时采集试件两个方向四个视场的表面信息;通过测得的双向应变—荷载曲线,得到准确的材料泊松比和弹性模量．基于该引伸计,开展了水泥试件压缩试验、不锈钢试件与环氧树脂试件拉伸试验,分别得到试件的弹性模量与泊松比．结果表明：与电测法的数据对比,该引伸计具有较高精度与较好稳定性的特点,在准确测量材料弹性常数方面具有广泛的应用前景．     

基于超灵敏视频引伸计的飞行器舵机连杆拉压刚度准确测量

舵机连杆拉压刚度的准确测量对于飞行器舵机的安全服役至关重要,而拉压刚度的准确测量则高度依赖于舵机连杆变形的高精度测量.传统的夹持式引伸计虽然可用于材料或结构拉压变形的精确测量,但其测量标距通常较为有限,不能满足复杂工程结构(如飞行器舵机连杆等)变形测量的实际需求.基于远心成像镜头的非接触光学视频引伸计也能满足结构变形的...     

三维DIC在铸铁拉伸试验中的应变测量精度研究

基于三维数字图像相关方法(3D-DIC)的拉伸实验研究了铸铁的拉伸力学性能,分别得到了应力-应变曲线、弹性模量、抗拉强度、延伸率等拉伸力学性能参数．将3D-DIC应力-应变的测试结果与目前实验中使用广泛的接触式引伸计方法的实验结果作了对比,得到两者的应力-应变曲线基本重合,弹性模量相差不超过4%．此外,还对3D-DIC和机械引伸计的应变绝对误差和相对误差作了详细比较,实验表明3D-DIC在铸铁拉伸力学性能测试中具有足够的应变测量精度,完全可以取代传统引伸计成为一种有效的非接触式变形测量手段．     

第二讲 应变测量装置和记录器

1 前言应变测量装置是以电阻应变片(作为检测元件或作为传感器的敏感元件)为主体的力学测量仪器。它实质上是一种测量电阻应变片的微小电阻变化或电阻相对变化量的电子仪器。对于电阻值为120欧姆和灵敏系数K=2.00的应变片而言,分辨1微应变只能产生0.00024     

考虑膜厚影响薄膜磁致伸缩系数、泊松比和杨氏模量的同时测量

基于经典层合板理论,建立了一个能同时测量薄膜-基底系统中薄膜的磁致伸缩系数、杨氏模量和泊松比的板模型.以前的研究计算薄膜磁致伸缩系数时,大多假设薄膜的弹性属性与相应的块材一致,由此导致的磁致伸缩系数计算是不准确的.在目前大多数方法中仅仅在使用一个单一的弹性各向同性基底中能够避免这个问题.该文模型在各向异性基底下同样适用,并且不要求薄膜的厚度远远小于基底厚度,因此也能够用来计算磁致伸缩应变和设计微电机械系统和生物微电机械系统.对已有的铁基非晶薄膜的实验数据,在不同磁场强度下,磁致伸缩系数的计算结果与已有模型进行了比较,它们之间的差异得到了解释.同时,还可以得到薄膜的弹性常数.     

散斑全息干涉法测量面内位移和应变

测量面内位移和应变有很多方法,诸如莫尔条纹法、全息干涉法、激光散斑干涉法等属于近代光学方法。其中莫尔条纹法需要在试件表面布上极细的网格,这在工艺上较难;而全息干涉法又需沿不同方向进行全息照相,要求较高,数据处理的程序也较繁复.最近国外采用激光散斑干涉来测量面内位移和应变,发展很快。激光散斑干涉法亦有多种。成象散斑干涉是记录被相干光照明的物体经透镜成像后所形成的具有斑点图信息的物体象,照明光可用单光束或多光束:光栏也可以是单孔或多孔。我们曾采用单光束和单孔成象的散斑干涉法对游标盘的转动进行了定标试验。另一种散斑干涉法是直接将感光片和被测物表面贴近,并牢靠地固定其相对位置.再用一束准直激光直接从感光片背面射入。由于照明光与物体表面的漫反射光是从接近180°的方向射到感光层,因而感光片记录的信息中不仅有斑点图信息,而且还包含有能实现白光再现的全息图信息,我们暂且称其为散斑全息干涉法.本文主要介绍散斑全息干涉的物理原理和它的实验方法,并利用杨氏干涉法对游标盘转动后的位移量定标和对单向拉伸的矩形板中的圆孔应力集中系数进行了定标,取得了实验结果。此外,还指出了散斑干涉法的缺点和局限性。     

白光散斑法应用于结构内壁的变形和应变的测量

本文用透射白光散斑法测量了化工容器接头(三通)模型内壁的位移场,与有限元计算结果符合得很好;同时测量了圆柱壳内表面裂纹的断裂力学参量,与有关结果进行了比较。     

局部透射边界和叠加边界的精度分析与比较

本文研究了出平面和平面内波动在局部透射边界和叠加边界的反射系数，在研究中考虑了时空离散化的影响及反射波本身对反射系数的影响．采用一维有限元离散模型讨论了两种边界的阶数对反射系数的影响．通过比较这两种边界的反射系数得出以下结论：局部透射边界在有限元波动模拟中的精度高于叠加边界，且其优越性随着边界阶数的增加而提高。     

一种由圆柱体试件的侧向压缩力-位移关系同时测量材料弹性模量和泊松比的新方法

材料的弹性模量和泊松比是材料表征的重要力学参数,传统的压缩试验需要同时测量荷载、压缩和横向变形,才能实现对弹性模量和泊松比的同时测量。本文从Hertz接触理论出发,推导出弹性圆柱体在侧向压缩下的位移-力关系公式,在该关系式中位移与力的关系除与试件的几何尺寸相关外,还取决于材料的弹性模量和泊松比。因此,可以通过对侧向压缩试验测得的力-位移关系进行非线性拟合,得到材料的弹性模量和泊松比。本文通过对硅胶材料开展轴向与侧向压缩试验,对比两种试验测量得到的弹性模量和泊松比,结果较为一致,验证了本文提出方法的可行性。对于模量较小的软物质,因加载过程的荷载常常较小,系统测量的位移可代表试件的变形位移,故本文提出的新测量方法特别适合应用于该类型材料的相关性能测量。     

合成纹影技术在二维密度场测量中的应用和精度研究

流体内部的密度差异会对流体运动产生很大影响,为观测流体内部密度场,本文采用了一种新的密度场测量技术——合成纹影技术,该技术根据流体内部密度(或溶质浓度)差异产生的折射率变化,定量分析得到流体平面二维偏移梯度分布,并通过计算得到密度场.合成纹影技术仅需要光源、背景板、摄像机和处理图像数据的计算机软硬件,即可实施非接触二维...     

激光全息和散斑方法在测量振动时的一个比较

结构振动分析的实验方法可以分成两类,激光全息法是表示节线和振幅图案的著名的方法,而散斑是表示反节线和斜度图案的典型方法。这两种方法是各自分别发展的,而公开发表有关这两种方法比较的文章似乎是很少。作者在本文内给了这种比较。这种比较不是在于论证哪种方法更好,而是说明两种方法的特点。另一方面还提供了用两种方法测量振动的定量分析和试验比较作为这两种方法的又一次试验证明。